GLI EVENTI CRITICI DELLA MITOSI SONO PRINCIPALMENTE RIFERIBILI ALLE DINAMICHE DEL DNA E DEI MICROTUBULI 1

I centrioli

3 tipi di microtubuli Astrali= tengono il fuso attaccato alla membrana Polari= tengono il fuso in asse Del Cinetocore=agganciano i cromosomi Il FUSO Mitotico

COME SI ALLINEANO I CENTROSOMI? KINESIN RELATED PROTEINS

Schematic depicting Eg5 activity in the mitotic spindle Schematic depicting Eg5 activity in the mitotic spindle. Tetrameric Eg5 motors (red) help organize microtubules (green) to form the mitotic spindle. (A) At the onset of mitosis, the duplicated centrosomes (blue) separate and nucleate two microtubule asters. Processive Eg5 motors may translocate to the plus-ends of microtubules, located distal to the centrosomal organizing center and by crosslinking antiparallel microtubules, may promote bipolarity. (B) By metaphase, a stable bipolar spindle has formed. Eg5 motors likely provide structural integrity and also slide microtubules toward the centrosomes, contributing to the generation of poleward flux. (C) A close-up depiction of Eg5 motors walking to the plus ends of antiparallel microtubules, moving both poleward simultaneously.

COME SI SEPARANO I CENTROSOMI? KRP BimC DINEINA

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Prometafase: scompare la membrana nucleare                                                                                                                                                                                                                                                      Spindle MTs capture chromosomes e i cromosomi si fanno catturare

COME I MICROTUBULI SI LEGANO AI CROMOSOMI? cromosoma metafasico centromero cinetocore M.del cinetocore cromatide

Il passaggio da due gruppi di microtubuli astrali organizzato dal centrosomi (a sinistra) alla tipica struttura fusiforme dela metafase (a destra) richiede la creazione di connessioni tra i cromosomi e poli del fuso attraverso microtubuli dinamici. (B, C) modello di ricerca e cattura per la congressione cromosomica. Nella formulazione originale di ricerca e cattura (B), lo spazio attorno cromosomi passivi viene saggiato da microtubuli che si allungano e si accorciano (rosso) che si originano dal centrosomi (centrioli in verde). I successivi eventi di cattura (1) sui cinetocori fratelli risultatno nel in bi-orientamento e nella congression (2). Ulteriori meccanismi di ricerca e cattura (C) avviata dai cromosomi. fibre K nucleate dai cinetocori attraverso un gradiente RanGTP (blu) si allungano verso la periferia e cattura i microtubuli astrali (3). Essi sono successivamente inserito nel polo attraverso un trasporto dipendente dalla dineina.

cinetocore centrosoma

COME VENGONO ‘AGGANCIATI’ I CROMOSOMI?

COME I MICROTUBULI SI LEGANO AI CROMOSOMI? CROMATIDI CROMATINA corona fibrosa microtubulo CINETOCORE piastra esterna piastra interna 20

COME SI MUOVONO I CROMOSOMI? The pushing and pulling forces drive the chromosomes to the metaphase plate MT behavior during formation of the metaphase plate. Initially,MT from opposite poles are different in length. 

COME SI MUOVONO I CROMOSOMI?

Movimento della tubulina M.del cinetocore M.polare M.astrale centrosoma cromosoma cinetocore Disassemblaggio Assemblaggio

rimozione veloce rimozione lenta METAFASE ANAFASE rimozione veloce rimozione lenta rimozione aggiunta

COME SI SEPARANO I CROMATIDI? ANAFASE A ANAFASE B

Laser Ablate Kinetochore Mono-oriented Chromosome I cinetocore generano segnali di controllo 20 min. Variable 20 min Laser Ablate Kinetochore from last Mono-oriented Chromosome

Potential Checkpoint Targets:

Unattached Kinetochores Cause a Checkpoint Delay

The Metaphase to Anaphase (M/A) Transition From Zhou et al. (2002) J. Cell Sci. 115:3547

APC is the Target of the Mitotic Checkpoint From Zhou et al. (2002) J. Cell Sci. 115:3547

Both Attachment and Tension are Monitored 3F3 Epitope Phosphorylation of unknown proteins -dims upon attachment -disappears upon tension

Spindle Assembly Checkpoint Pathways Securin Separase Adapted From Susan Forsburg, Salk Institute http://pingu.salk.edu/~forsburg/cclecture.html

Mitotic Exit is a Spindle Checkpoint Target Bub2 active: NO Cdc14 Release Mitotic Exit Network (MEN) Bub2 inactive: Cdc14 Released From Susan Forsburg, Salk Institute http://pingu.salk.edu/~forsburg/cclecture.html

APC is the Target of the Mitotic Checkpoint Cdc2/Cyclin B Mad2 Mad3/BubR1 Bub2 Cdc2/Cyclin B Adapted from Peters (2002) Mol. Cell 9:931

Spindle Assembly Checkpoint Pathways Securin Separase From Susan Forsburg, Salk Institute http://pingu.salk.edu/~forsburg/cclecture.html

Checkpoint is Mediated by Rearrangement of Mad2 Complexes Mad2 Inhibits APCCdc20 From Millband et al. (2002) Trends Cell Biol. 12:205

Mad2 Cycles Through Kinetochore and Inhibits Cdc20 Shah and Cleveland (2000) Cell 103:997

BubR1 (vert) Protein Kinase Spindle Assembly Checkpoint Components Gene Molecular Function Checkpoint Function Bub1 Protein Kinase Transduction Bub2 Tem1 GAP (Mitotic Exit) Bub3 Kinetochore Scaffold Mad1 Generates Mad2/Cdc20 Complex Mad2 Inhibits Cdc20 Mad3/BubR1 BubR1 (vert) Protein Kinase Mps1 Ipl1 Corrects Mono-orientation CENP-E Molecular Motor Trasduction, Congression Dynein Congression, Checkpoint Off

In profase le proteine del cinetocore sono fosforilate SPINDLE CHEKPOINT In profase le proteine del cinetocore sono fosforilate Bub1 e 3 (proteine del checkpoint) si legano al cinetocore Mad2 si lega alle pp del cinetocore Mad2 inibisce CDC20 CDC20 attiva APC APC degrada Pds1(Cut2) (securina) Pds1 inibisce Esp1(Cut1) (separasi) Esp1 degrada Scc1 (coesine) Scc1 tiene uniti i cromatidi

METAFASE MPF attivo MPF PROFASE Ciclina B cdk poliubiquitinazione proteasoma ATP ADP sintesi di ciclina B APC inattivo APC attivo ANAFASE TARDIVA INTERFASE MPF inattivo TELOFASE

COHESIN

METAFASE Inibitore dell’anafase coesine coesine

METAFASE Inibitore dell’anafase coesine APC attivo coesine

APC attivo METAFASE Inibitore dell’anafase coesine coesine ubiquitinizzazione

METAFASE Inibitore dell’anafase coesine coesine

METAFASE Inibitore dell’anafase coesine coesine

METAFASE Inibitore dell’anafase coesine coesine

ANAFASE

19_18_envelope breaks.jpg 19_18_envelope breaks.jpg

CYTOKINESIS - The plasma membrane begins to invaginate due to the action of the contractile ring of actin and myosin fibers inside the cell. This ring always orientates itself along the metaphase plate 19_19_cleavage_furrow.jpg 19_19_cleavage_furrow.jpg

LA CITOCHINESI DEVE AVVENIRE NEL POSTO GIUSTO E NEL MOMENTO GIUSTO Microtubuli del fuso mitotico Filamenti di actina dell’anello contrattile

Actina e miosina

COME SONO RIPARTITI GLI ORGANELLI TRA LE CELLULE FIGLIE? Gli organelli della via secretoria vengono frammentati in vescicole che formano clusters e vengono ripartiti tra le cellule figlie.